ER8车轮钢激光熔覆涂层在酸雨环境下的磨损与腐蚀性能分析研究

目的 提高ER8高速车轮钢的耐磨和耐腐蚀性能,增强车轮使用寿命。方法 在ER8车轮钢表面制备出Fe基合金粉末和Co基合金粉末2种涂层。借助SEM、XRD、纳米压痕仪等表征设备分析涂层的金相组织形貌、物相种类和纳米硬度。利用MFT-EC4000往复电化学摩擦磨损试验仪将试样置于酸雨溶液进行摩擦磨损试验及电化学腐蚀试验。结果 涂层表面组织致密均匀,形成了良好的冶金结合,Fe基与Co基合金涂层分别呈现出“胞状”与“蜂窝状”,无明显孔洞、裂纹等缺陷。基体在低频(1 Hz)下发生轻微的磨粒磨损,中高频(2、4 Hz)下出现了严重的剥落、点蚀现象,其磨损机理主要为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损,涂层磨损区域则无明显腐蚀与剥落现象。在高频下,Fe基涂层和Co基涂层的磨损率分别比基体减少46.10×10^–5 mm³/(N.m)和39.85×10^–5 mm³/(N.m)。同时,涂层的阻抗值显著提高,极化曲线测试结果显示,Fe基涂层、Co基涂层和基材的自腐蚀电位分别为–0.522、–0.381、–0.603 V,腐蚀密度分别为3.916、0.312、5.483 μA/cm²。结论 修复后的车轮钢样品的耐磨损性能与耐腐蚀能力得到不同程度提高,相比之下,耐磨损方面Fe基合金涂层表现得更为优异;耐蚀性方面,Co基合金涂层略强于Fe基涂层。     

磁粒研磨TC4孔棱边毛刺的机理及试验研究

目的探究磁粒研磨法去除TC4孔棱边毛刺的机理,寻求去除TC4孔棱边毛刺的最佳工艺方案。方法分别对磁极单轨迹运动、磁极复合轨迹运动下磁粒研磨去除孔棱边毛刺的基本原理进行分析,分别利用ANSOFT和ANSYS软件对孔棱边处的磁场强度和切削力进行模拟分析。通过磁粒研磨法对孔棱边毛刺进行研磨去除试验,利用超景深3D显微镜测取孔棱边毛刺的微观形貌以及毛刺的高度。结果磁极为单轨迹运动时,磁极自转转速为2000 r/min,研磨加工15 min后,TC4孔棱边的毛刺高度由原始的60μm左右降至5μm左右。磁极为复合轨迹运动时,磁极自转转速为2000 r/min,磁极公转速度为30 r/min,加工时间为12 min,TC4孔棱边的毛刺已经完全去除,且孔表面微观形貌较好。结论当磁极为复合轨迹运动时,相对于传统的磁极单轨迹运动,孔棱边毛刺的去除效率进一步提高,TC4孔表面微观形貌得到极大改善。     

水环式真空泵性能对300MW机组经济性影响

基于凝结换热理论和气体状态方程,建立了空气浓度对凝汽器平均传热系数和压力影响的数学模型;结合真空泵在不同工作水温下的性能曲线,得到了300 MW机组在不同负荷、不同循环冷却水温度下凝汽器平均传热系数与工作水温的关系;分析了水环式真空泵工作水温对机组经济性的影响.该研究对改善凝汽器真空及维持真空泵工作性能的稳定具有一定的指导意义.     

AZ31B镁合金在不同温度下的微动磨损行为

采用球/平面接触方式在自制的试验设备上对AZ31B镁合金进行切向微动磨损试验,研究了AZ31B镁合金在20,100,200,300℃下的微动磨损行为,并分析了其磨损机制和摩擦氧化作用。结果表明:在不同试验温度下,镁合金的微动主要通过滑移来实现;随着试验温度的升高,上升阶段时的摩擦因数增大,摩擦因数到达峰值和稳定阶段所需的循环次数减小;随着试验温度的升高,AZ31B镁合金的磨损体积和摩擦副的总磨损体积均先减小后增大,200℃时,AZ31B镁合金的磨损体积最小;在微动磨损过程中,AZ31B镁合金磨痕表面的摩擦氧化起主导作用;当试验温度低于200℃时,AZ31B镁合金磨痕表面形成了铁的氧化物转移膜,磨损体积随试验温度的升高而减小,但在300℃时,铁的氧化物转移膜被破坏,磨损体积增大。     

时间分数阶四阶扩散方程的显-隐和隐-显差分格式

时间分数阶四阶扩散方程是一类重要的发展型偏微分方程,其数值解的研究有重要的科学意义和工程实际价值.本文针对时间分数阶四阶扩散方程,研究一类显-隐(E-I)差分格式和隐-显(I-E)差分格式解法,该方法基于经典隐式和经典显式格式相结合构造而成,分析E-I和I-E两种差分格式解的存在唯一性、稳定性和收敛性.理论分析和数值试验结果证实本文E-I差分格式和I-E差分格式无条件稳定,具有空间2阶精度,时间2-α阶精度.在计算精度一致的要求下,E-I和I-E差分格式较经典隐式差分格式具有省时性,其计算时间相比古典隐格式减少约70%,研究表明本文格式求解时间分数阶四阶扩散方程是有效的.     

基于激光红外线扫描的带式输送机煤流量实时检测技术

针对煤矿生产过程中带式输送机煤流量难以实时计量的问题,通过对比分析电子秤、视频图像、雷达探测等几种常用煤流量测量方法,采用激光红外线扫描技术对矿井带式输送机煤流量进行实时检测,搭建了电气硬件组成方案与软件实现,其中有开关电源模块、红外激光扫描仪、煤量检测主控板、光纤CAN集线器等组成电气硬件。软件算法设计与实现采用主任务、配置任务、网络任务、计算任务等模块组成。通过在井下现场的试验,采用0.5°的分辨率进行高密度高速度扫描,通过软件对粉尘、雾气等对测量数据干扰的校正,保证了积分计算煤量横截面的准确性,实现了带式输送机煤流量的实时检测,为实时调整带速提供了依据。     

试验中的多期Kaiser效应现象

声发射技术能够有效的监测和预报边坡失稳。用声发射技术测试岩石的地应力是最有效的方法。本文在通过单轴压缩试验测某地地应力时,对岩样重复加载时其声发射可能出现多个效应点,它们可以记忆多期应力,且如果应力强度是逐次增大的,得到AE累计曲线上最大的转折点代表的就是现今地应力强度的多期Kaiser效应现象。并提出多期kaiser效应的记录点与加载时间间隔有联系的研究方向。     

旋转超声辅助磁力研磨镍基合金参数优化设计及分析

目的 针对镍基高温合金进行旋转超声磁力研磨加工试验,通过响应面法分析主轴转速、超声频率、超声振幅、粒径交互作用对工件表面的影响。方法 在磁力研磨基础上添加旋转超声高频轴向机械振动,通过磁性研磨粒子对工件表面的垂直冲击,增加研磨压力以及磁性研磨粒子的翻滚动作,完成旋转超声辅助磁力研磨,测定表面粗糙度、表面残余应力等性能参数。采用响应面法分析主轴转速、磁性研磨粒子粒径和超声频率的交互作用对试验的影响规律,拟合出最佳工艺参数条件。结果 在试验条件下得出,主轴转速1000 r/min、磁性研磨粒子粒径250 μm、超声频率19 kHz、超声振幅19 μm的加工工艺组合效果最佳,并与响应面法优化参数后的结果相一致。根据优化参数进行试验,经过40 min研磨加工后,Ra从加工前的3.2 μm降至0.072 μm,工件表面各位置粗糙度均匀,表面质量较好。工件内部残余拉应力从+51 MPa转变为残余压应力-121 MPa。结论 旋转超声辅助磁力研磨加工后,工件表面均匀性提高,原始工件表面的凹坑、凸起、表面微裂纹等缺陷被完全去除,表面形貌和表面质量较好。该工艺加工效率较高,工件内部可得到良好的应力状态。     

多年冻土区抛石护坡路堤的阴阳坡差异分析

青藏铁路的走向为北北东——南南西,且穿过高原高海拔地区,太阳辐射较强,其路堤及路基阴阳坡的温度场差异较大.在较为严酷的冻土条件及气候环境下,考虑青藏高原气温未来百年上升3.4℃,通过瞬态热力学的有限元计算,对抛石护坡路堤未来50年内的温度场进行了预测.计算结果表明:差异一直存在,相同月份和日期的阴阳坡温度较差随年份变化极小;阴阳坡温度场差异逐年加深,下伏土层2.5 m深处的阴阳坡温度较差最大值已小于0.5℃;9月中旬和4月下旬的路堤内的冻融线的阴阳效应剧烈;阴阳坡脚冻土上限的阴阳差异在前10年较小,10到30年间逐渐增大,30年后趋于稳定,深度相差约45 cm;路基中心下的冻土上限由建成时的1.8 m退化到第50年时的8.1 m深处.